Es probable que no hayas oído nunca sobre el disprosio, pero este elemento de tierras raras probablemente sea una de las razones por las que puedas estar leyendo esto. La alta sensibilidad de este metal a las fuerzas magnéticas lo ha convertido en componente esencial de los discos duros de las computadoras y de los generadores eléctricos necesarios para las turbinas eólicas y los motores de los vehículos eléctricos (VE).
Casi todo el disprosio disponible se obtiene de la minería mediante procesos bastante destructivos por la adsorción de iones en materiales arcillosos en el sur de China y en la cercana Myanmar. Pero unos bioquímicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State) anunciaron una nueva técnica de medición que podría finalmente ayudar a que la obtención de este crítico elemento de tierras raras, y otros más, pudiera obtenerse de manera variable a la economía y la biósfera. El equipo desarrolló un sistema de medición láser más rápido y conveniente que podría hacer factible obtener metales de tierras raras de plantas comunes nativas.
“Hay especies de plantas capaces de extraer elementos de tierras raras de suelos contaminados, concentrándolos en sus tejidos”, explicó la bioquímica de la NC State Colleen Doherty en declaraciones.
“Los metales de tierras raras… Estos no son tan raros, sino que rara vez se encuentran en altas concentraciones en el ambiente, en su forma pura”, señaló Doherty.
Bajo ultravioleta profunda
El equipo de Doherty trabajó con una maleza nativa, la Phytolacca americana – conocida también como pokeweed o dragonberries – para investigar su capacidad de recuperar metales de tierras raras del tipo de suelos que se consideran abandonados por estar contaminados (el equipo plantó la maleza en lodos ácidos contaminados por la minería, residuos habituales que suelen estar repletos de minerales pesados).
Doherty explicó que “para maximizar esta técnica de ‘minería vegetal’ queríamos encontrar cómo detectar y medir la concentración de materiales de tierras raras en estas plantas”.
Su equipo recurrió a la espectroscopía por fluorescencia. Su versión de la técnica utiliza escaneos rápidos mediante radiación láser ultravioleta profunda que mide los largos de onda de la luz que se emite de regreso para identificar el contenido químico que contiene cada planta. El método es, afortunadamente, relativamente benigno a diferencia de métodos anteriores como la espectroscopía de masa de plasma por inducción, por ejemplo, que literalmente convierte las muestras vegetales en cenizas para identificar su contenido.
La espectroscopía por fluorescencia “se puede hacer muy rápidamente y nos entusiasma haber podido llevar a cabo las pruebas sin destruir la planta, porque nos permite además llevar a cabo varias pruebas en la misma planta”. Es un monitoreo continuo, no destructivo, que ayuda a ajustar los tiempos de extracción esperando “la óptima concentración de elementos de tierras raras”.
La espectroscopía por fluorescencia además sirve más allá de la ventaja de ajustar los tiempos, según indica el equipo en su trabajo publicado en Plant Direct. Los “métodos alternativos no destructivos ayudarán a identificar las plantas con mayor potencial de acumulación de elementos de tierras raras”, indican.
Granjas o huertas de metales pesados
Es cierto que el concepto de utilizar plantas para extraer metales del suelo, conocido técnicamente como “fitominería” ya se utiliza desde al menos la década de 1970. Pero a pesar de los recientes proyectos de envergadura en Europa y África, todavía se requiere I+D como lo que implica el proyecto de la NC State para que el concepto sea viable.
Según uno de los coautores del trabajo de Doherty, el ingeniero eléctrico y de computación de la NC State Michael Kudenov, el equipo además avanzó en explorar esta técnica para un puñado de otros elementos de tierras raras utilizados en la tecnología sustentable y otros avances de la electrónica.
“Estamos bastante confiados en que la técnica funcionará para el erbio y el neodimio con mínimos cambios en la configuración experimental” declaró Kudenov (el neodimio es un componente usado en muchos coches híbridos y VE).
“También llevamos a cabo trabajo preliminar para poder confiar en que esta técnica funcionará para elementos de tierras raras como el terbio y el europio”, añadió Kudenov. (El terbio se usa en las pantallas planas, los sonares navales y la fibra óptica).
“Sentimos optimismo en cuanto a que esto puede marcar una diferencia real para el sector manufacturero y el medio ambiente”, expresó Doherty.
